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    在合成氨的反应中.由a mol N2和b mol H2混合反应达到平衡平衡时有c mol NH3生成.则NH3在反应混合物中所占的体积分数是 A． B． C． D． 【查看更多】

     

    题目列表(包括答案和解析)

    合成氨反应为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）．图1表示在一定的温度下此反应过程中的能量的变化，图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线．图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响．下列说法正确的是（　　）

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    合成氨对化学工业和国防工业具有重要意义．
    （1）向合成塔中按物质的量之比l：4充入N2、H2进行氨的合成，图A为T℃时平衡混合物中氨气的体积分数与压强（p）的关系图．

    ①图A中氨气的体积分数为15%时，H2的转化率为
    24.46%
    24.46%
    ．
    ②图B中T=450℃，则温度为500℃时对应的曲线是
    a
    a
    （填“a”或“b”）．
    （2）合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制得，反应的热化学方程式为
    CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H＞0，一定温度下，在体积为2L的恒容容器中发生上述反应，各物质的物质的量变化如表：
    时间/min CH4（mol） H2O（mol） CO（mol） H2（mol）
    0 0.40 1.00 0 0
    5 x1 0.80 x2 0.60
    7 0.20 y1 0.20 y2
    10 0.21 0.81 0.19 0.64
    ①分析表中数据，判断5min时反应是否处于平衡状态？
    是
    是
    （填“是”或“否”），前5min反应的平均反应速率v（CH4）=
    0.02mol?L-1?min-1
    0.02mol?L-1?min-1
    ．
    ②该温度下，上述反应的平衡常数K=
    0.0675
    0.0675
    ．
    ③反应在7～10min内，CO的物质的量减少的原因可能是
    d
    d
    （填字母）．
    a．减少CH4的物质的量        b．降低温度          c．升高温度             d．充入H2
    ④若第7分钟时将容器压缩至1L，请在图C所示坐标系中画出从第7分钟到第11分钟建立新平衡时甲烷浓度随时间的变化曲线．

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    合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义．其原理为：
    N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ/mol   据此回答以下问题：
    （1）合成氨工业采取的下列措施中，不能用勒沙特列原理解释的是
    ②③
    ②③
    （填序号）．
    ①反应压强为20Mpa～50Mpa   ②500℃的高温    ③铁触媒作催化剂   ④将生成的氨液化并及时从体系中分离出来，未反应的N2、H2循环到合成塔中．
    （2）一定条件下NH3的平衡体积分数随n（N2）变化如图所示（T-温度）．则T2
    ＜
    ＜
    T1（填＞、=、＜），判断的依据是：
    合成氨反应是放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，NH3的体积分数下降，所以T1＞T2
    合成氨反应是放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，NH3的体积分数下降，所以T1＞T2

    （3）合成氨气所需的氢气可以由水煤气分离得到．涉及反应信息如下：
    反应一：C（s）+H2O（g）?H2（g）+CO（g） 　 平衡常数K1
    反应二：CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）  平衡常数K2
    ①K1的表达式：K1=
    c(H2)?c(CO)
    c(H2O)
    ．
    c(H2)?c(CO)
    c(H2O)
    ．

    ②将一定量的H2O（g）和CO（g）分别通入到体积为1L的密闭容器中，在不同条件下进行反应，得到以下三组数据：
    实验组别 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
    H2O CO H2 CO
    1 650 1 2 0.8 1.2 5
    2 900 0.5 1 0.2 0.8 3
    3 T a b c d t
    （Ⅰ）实验1中，用CO2表示反应开始到平衡的平均反应速率为
    0.16 mol?L-1?min-1
    0.16 mol?L-1?min-1

    （Ⅱ） 在实验3，当a=0.5、b=1时，要使c、d数据与实验2相同，且t＜3，可以采取的措施为
    D
    D
    （填序号）
    A．其它条件不变温度T＜900℃B．其它条件不变温度T＞900℃
    C．充入一定量氖气                    D．使用高效催化剂
    （Ⅲ）对于反应二，当升高温度时K2
    减小
    减小
    （填“增大”、“减小”或“不变”）．

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    合成氨然后再生产尿素是最重要的化工生产。

    I．在3个2 L的密闭容器中，在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应：

    3H2(g) + N2(g)2NH3(g)，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如下：

    容器

    甲

    乙

    丙

    反应物投入量

    3 mol H2、2 mol N2

    6 mol H2、4mol N2

    2 mol NH3

    达到平衡的时间/min

     

    5

    8

    平衡时N2的浓度/mol·L－1

    c1

    1.5

     

    NH3的体积分数

    ω1

     

    ω3

    混合气体密度/g·L－1

    ρ1

    ρ2

     

     

    （1）容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)=___________。

    （2）在该温度下甲容器中反应的平衡常数K=                             (用含c1的代数式表示)。

    （3）分析上表数据，下列关系正确的是________（填序号）：

    a．2c1 > 1.5         b．2ρ1 = ρ2       c．ω3 = ω1 

    II．工业上用氨气合成尿素（H2NCONH2）的反应在进行时分为如下两步：

    第一步：2NH3(l)＋CO2(g) H2NCOONH4 (l)  (氨基甲酸铵)   △H1

    第二步：H2NCOONH4(l)H2O(l)＋H2NCONH2(l)               △H2   

    （4）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如左下图I所示：

    ①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第     步反应决定。

    ②第二步反应的平衡常数K随温度T的变化如右上图II所示，则△H2             0；③若第一步反应升温时氨气浓度增大，请在图II中画出第一步反应K1随温度T变化曲线，并作出必要的标注。

    （5）氨和尿素溶液都可以吸收硝工业尾气中的NO、NO2，将其转化为N2。

    ①尿素与NO、NO2三者等物质的量反应为：CO(NH2)2+NO+NO2 =CO2+2N2+2H2O

    该反应中的氧化剂为                    （写化学式）。

    ②已知：N2(g)+O2(g)= 2NO(g)    △H =a kJ·mol－1

    N2(g)+3H2(g)= 2NH3(g)  △H2=bkJ· kJ·mol－1

    2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g)  △H = c kJ·mol－1

    则4NH3(g) +4NO(g) +O2(g)= 4N2(g)+6H2O(g) △H=              。

    ③尿素燃料电池结构如下图所示。其工作时负极电极反应式可表示为                       。

     

     

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    合成氨然后再生产尿素是最重要的化工生产。
    I．在3个2 L的密闭容器中，在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应：
    3H2(g) + N2(g)2NH3(g)，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时有关数据如下：

     

     
    容器

    		甲
    		乙
    		丙
    反应物投入量
    		3 mol H2、2 mol N2
    		6 mol H2、4mol N2
    		2 mol NH3
    达到平衡的时间/min
    		 
    		5
    		8
    平衡时N2的浓度/mol·L－1
    		c1
    		1.5
    		 
    NH3的体积分数
    		ω1
    		 
    		ω3
    混合气体密度/g·L－1
    		ρ1
    		ρ2
    		 
     
    （1）容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)=___________。
    （2）在该温度下甲容器中反应的平衡常数K=                            (用含c1的代数式表示)。
    （3）分析上表数据，下列关系正确的是________（填序号）：
    a．2c1 > 1.5         b．2ρ1 = ρ2       c．ω3 = ω1 
    II．工业上用氨气合成尿素（H2NCONH2）的反应在进行时分为如下两步：
    第一步：2NH3(l)＋CO2(g) H2NCOONH4 (l)  (氨基甲酸铵)  △H1
    第二步：H2NCOONH4(l)H2O(l)＋H2NCONH2(l)              △H2   
    （4）某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如左下图I所示：

    ①已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第    步反应决定。
    ②第二步反应的平衡常数K随温度T的变化如右上图II所示，则△H2            0；③若第一步反应升温时氨气浓度增大，请在图II中画出第一步反应K1随温度T变化曲线，并作出必要的标注。
    （5）氨和尿素溶液都可以吸收硝工业尾气中的NO、NO2，将其转化为N2。
    ①尿素与NO、NO2三者等物质的量反应为：CO(NH2)2+NO+NO2 =CO2+2N2+2H2O
    该反应中的氧化剂为                   （写化学式）。
    ②已知：N2(g)+O2(g)= 2NO(g)   △H ="a" kJ·mol－1
    N2(g)+3H2(g)= 2NH3(g) △H2="bkJ·" kJ·mol－1
    2H2(g)+O2(g)= 2H2O(g) △H=" c" kJ·mol－1
    则4NH3(g) +4NO(g) +O2(g)= 4N2(g)+6H2O(g) △H=             。
    ③尿素燃料电池结构如下图所示。其工作时负极电极反应式可表示为                      。

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